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便携式测风雷达

测风雷达是测风的专用雷达。气球携带回答器(或反射靶)升空,当雷达天线对准气球时,发出询问脉冲,能立即接收到回答脉冲(或反射脉冲)。根据回答脉冲和询问脉冲的时间间隔可确定气球距雷达的直线距离,加上天线的方位和仰角,即可确定气球的空间位置。由气球运动轨迹可计算得到各高度风向和风速。测风雷达的探测高度可达30km,且不受天气条件限制,但测角精度低于光学经纬仪,设备庞大。中国气象部门使用的是国产701测风雷达。


测风雷达能自动跟踪探空气球。测量以大气高度为函数的风速、风向,并接收处理探空仪探测的温度、湿度、气压等气象要素信息。多普勒激光测风雷达是方兴未艾的1种全新的大气风场探测手段。但是激光测风雷达直接测量的是视线方向上的激光反射光的频移(视线风速)。在这个基础上,激光雷达还必须能够获得多方位的风速数据才能够反演出风场。这就需要相应的光学扫描系统,它在保证发射、接收视场重叠的前提下,控制激光束投射到指定的方向,使激光雷达获得不同视线角度的风速数据。介绍的激光雷达测风系统中的光学扫描部分实现了以上要求,在水平旋转和俯仰控制上的精度都达到了<0。5°。完全能够满足激光测风系统的实用需要。

测风雷达系统,可以提供标准和详细的测风数据,可在多个高度对风进行测量,且具有很高的分辨率,测量高度可达200m或更高。WINDCUBE系统广泛应用在各个领域:空气质量输入软件模式,气象短时预报,优化空中交通和减少意外事故的发生,在风能方面可以更好的预报风量。WINDCUBE的研制使LIDAR发展进入新纪元。


测风激光雷达的其他应用:

    1.航空航天领域

        在航空航天领域,低空风场中的风切变是飞机失事的主要原因,精确掌握飞机下滑道的风场信息可避免飞机起降            时风切变引发的事故,加强航空飞行的安全性,提高机场吞吐量。

        测风激光雷达配备三维扫描头可实现下滑道扫描,实时监测下滑道风场信息的变化,实现风切变预警。

        美国Lockhead-Martin公司从2002年进入该领域,已经在香港、东京、大阪、伦敦、纽约、旧金山、拉斯维加            斯、法兰克福、柏林等地机场安装了测风激光雷达设备以提高航空安全,国内暂时没有机场安装测风激光雷达,            潜在市场容量巨大。

     2.气候气象学

        在气候气象学领域,风场信息探测设备主要有探空仪、风廓线雷达、声波雷达等。由于各类仪器均存在一定弊              端,测风激光雷达可作为补充测试设备用于长期业务化的风场数据观测,保证数据的完整性。除此以外,由于测            风激光雷达具备较高的时空分辨率,还可用于优化气候气象学模型。

    3.军事安全

        在军事安全领域,炮弹发射阵地的风场对射击精度有重要影响,风场测量数据可用于弹道修正。

        在航空母舰和其他的舰船上,机群的安全起降也依赖于周围大气风场的精确测量。

        在卫星、导弹发射时,实时的风场数据不仅是成功发射的安全保障,也是提高发射成功率和导弹命中率的重要因            素。

        可以预见,军事领域也将成为测风激光雷达巨大的应用市场。

    5.产业化情况

        当前,国内还鲜有从事激光雷达商业化开发的公司,国外公司的产品在国内市场上处于早期推广阶段,售价较              高,而且测风激光雷达属于资源探测系统,采用国外产品在军用场合或其他敏感场合存在泄漏国家安全大数据的            隐患。





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